CN110435967B - 一种夹取机械手及手套包装机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹取机械手及手套包装机，包括支撑板，所述支撑板开有通孔，所述通孔内配合有滑杆，所述滑杆的一端连接有定位板，所述支撑板的两端分别安装有软体手指，所述软体手指包括气囊和接触板，所述气囊通过膨胀或收缩带动接触板弯曲，所述定位板位于两个软体手指之间，所述定位板用于配合向定位板方向弯曲时的软体手指夹持手套，并用于配合向远离定位板方向弯曲时的软体手指释放所夹持的手套；采用的是气囊驱动的软体手指，相较于一般的转动关节驱动的机械手指，在加持不同厚度的手套时能够根据手套的厚度适应性的改变间隙，达到可变刚度的夹持力，提高了夹持过程中对手套厚度的容差率。

Description

一种夹取机械手及手套包装机

技术领域

本申请涉及手套包装领域，具体的说是一种夹取机械手及手套包装机。

背景技术

手套生产企业中，在手套成型后，还需要进行印标、干燥、打捆、装袋，然后将包装好的手套出厂。

发明人发现，现有的手套包装机虽然能够实现手套的成对包装，但是只能实现手套的同向包装，一对手套的手指方向相同、手腕对应部分的方向也相同，但是对于一些厚度分布不均匀的手套，为了保证手套包装的均匀，便于叠加，在包装时需要进行一对手掌部分对应、手腕对应部分方向相反的设置，而这类包装方式只能通过人工调整方向并叠加，现有的手套包装机无法做到；另外，对于现有的包装机，在从印标机构的手模套板上脱下和成对叠加的抓取方式过于繁琐，需要通过多个机构配合才能依次实现脱下、移动、穿戴、折叠拇指、夹持、输送的过程，导致需要对设备的多种机构动作关系进行大量的校正，无法简洁快速的从手模套板上取下手套并叠加输送，从而降低了整个手套包装的效率。

发明内容

本申请的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种夹取机械手及手套包装机，通过设置软体机械手作为手套从印标工位到打捆装置的转运机构，能够单向路径完成脱下、折叠拇指和夹持输送的过程，并且能够实现叠加后的一对手套手腕部分位于手掌部分的两侧，满足厚度不均的手套的包装需求，提高了手套的转运和包装效率。

为了实现上述的目的，本申请提供了一种夹取机械手：

包括支撑板，所述支撑板开有通孔，所述通孔内配合有滑杆，所述滑杆的一端连接有定位板，所述支撑板的两端分别安装有软体手指，所述软体手指包括气囊和接触板，所述气囊通过膨胀或收缩带动接触板弯曲，所述定位板位于两个软体手指之间，所述定位板用于配合向定位板方向弯曲时的软体手指夹持手套，并用于配合向远离定位板方向弯曲时的软体手指释放所夹持的手套。

进一步的，所述滑杆上配合有弹性机构，所述弹性机构用于控制滑杆沿通孔的上下滑动，所述的支撑板底面用于抵压在手套手背部分，所述软体手指用于在夹持手套时将手套拇指部分折弯至手套手掌部分下方，所述软体手指的末端与支撑板底面形成对手套进行夹持。

进一步的，所述支撑板上还安装有辅助手指，所述辅助手指有多个，分别位于支撑板的两侧，所述辅助手指用于配合软体手指和定位板共同对手套进行夹持和释放。

进一步的，所述支撑板通过转动副连接有第四板件，所述转动副配合有驱动机构，所述驱动机构通过转动副带动支撑板和软体手指在水平面内转动。

本申请还提供一种手套包装机，包括如上所述的夹取机械手。

进一步的，还包括：

转盘装置，用于通过转盘将手套成对输送至夹取工位；

打捆装置，用于接收成对的手套并压紧后输送至装袋工位；

抓取装置，包括三自由度的机械臂，所述机械臂的末端安装有夹取机械手，所述机械臂带动夹取机械手从夹取工位抓取手套并输送至打捆装置；

装袋装置，用于接收装袋工位的手套并装入包装袋中。

进一步的，所述的打捆装置包括竖直平行设置两个挡板，挡板之间设有托板，所述托板上方和两个挡板之间形成用于容纳手套的凹槽，所述挡板的顶端通过转动副安装有第一压爪，两个第一压爪用于通过转动对凹槽内的手套进行间歇性压紧。

进一步的，所述挡板的一侧安装有水平运动的第二压爪，所述第二压爪与挡板顶端平齐，所述第二压爪通过水平往返运动对凹槽顶部开口进行间歇性遮挡。

进一步的，所述托板底部设有伸缩杆，带动托板沿挡板之间的间隙上下运动，所述伸缩杆用于每在凹槽内放置一对手套便下降一个工位的高度。

进一步的，所述打捆装置整体安装在滑轨上，滑轨的一端还配合有推板，所述滑轨用于带动打捆装置运动到装袋工位的一侧，所述推板用于将凹槽内的手套推送至装袋工位。

与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：

(1)通过气囊的膨胀和收缩带动接触板的弯曲，配合上方的定位板，实现模拟真正手指拿取时的动作和夹持关系，提高了夹持过程中的稳定性；另外，由于采用的是气囊驱动的软体手指，相较于一般的转动关节驱动的机械手指，在加持不同厚度的手套时能够根据手套的厚度适应性的改变间隙，达到可变刚度的夹持力，提高了夹持过程中对手套厚度的容差率；

(2)对手套进行夹持时，由于手套较软，距离夹持位置较远的部位会下垂，从而在手套成对配合时引起部分位置的折叠，反而不利于手套厚度的均匀分布，通过设置辅助手指，并位于支撑板的两侧，其结构与软体手指相同，且分布在对应手套的不同位置，扩大对手套的夹持位置，降低距离较远部位的下垂幅度，从而避免了手套配合时的折叠积压，提高了手套叠加时的整齐度和厚度均匀程度；

(3)通过支撑板配合转动副连接第四板件，转动副带动支撑板整体转动，实现对一个手套夹持后，转动180°再叠加到另一个手套上，完成手腕部分位于手掌部分两侧的摆放需求；通过两次夹取便能够完成一对手套的叠加，无需再通过手套与手模套板的多次脱戴，提高了整体的动作效率；

(4)在夹持过程中，软体手指恰好对应手套拇指的部分，在软体手指向定位板弯折的同时，也恰好对手套拇指部位进行弯折，当软体手指的末端定位板底部形成夹持作用时，手套拇指部分被软体手指和定位板共同施加加持力，从而完成了在打捆时的拇指部分折叠到手掌下方的需求；

(5)设置第一压爪和第二压爪交替作用对凹槽内的手套进行压紧，避免了凹槽内手套位置的偏移，并且，通过第二夹爪对凹槽内手套压紧的同时，为软体手指夹持的一对手套提供了放置平台，相较于放置在凹槽内，顶面平整的第二压爪能够避免与夹取机械手发生干涉，在第二压爪上方放置手套后，通过第一压爪的转动配合第二压爪分别对手套进行上下方向的夹持，抽出第二压爪，手套恰好落入凹槽内并进行夹紧，提高了向凹槽内添加手套时各机构的协调性，避免各部分发生干扰；

(6)随着凹槽内手套的增多托板逐渐下降，使得凹槽上方的空间时刻保持只能容纳一对手套的空间，尽可能的缩短手套从第二压爪上掉落的高度，避免了压爪在掉落过程中的姿态改变引起的上下位置不对应的问题，每进行一次添加手套，便对凹槽内的手套进行一次压紧，从而避免了手套在弹性作用下发生的位置改变，提高了手套在凹槽内的整齐度。.

(7)本机手套装袋的方式、还可以实现手套的口和手套口重叠包装、以及一副一袋、2付一袋一直到12付一袋的包装方式。

(8)所述印标机构可以实现、移印、丝网印、热转印。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请实施例1的软体机械手的整体结构示意图；

图2为本申请实施例2的手套包装机的整体结构示意图；

图3为本申请实施例2的转盘装置的结构示意图；

图4为本申请实施例2的印标机的结构示意图；

图5为本申请实施例2的机械臂的结构示意图；

图6为本申请实施例2的装袋结构的结构示意图；

图7为本申请实施例2的打捆装置的结构示意图。

其中：1、第四步进电机，2、传动机构，3、转轴，4、支撑板，5、副支撑板，6、软体手指，7、辅助手指，8、滑竿，9、定位板，10、第四板件，11、转盘装置，12、印标装置，13、夹取机械手，14、机械臂，15、打捆装置，16、装袋装置，17、机架，1101、转盘，1102、手模套板，1103、转盘驱动机构，1201、背部支撑板，1202、侧部支撑板，1203、第一滑轨，1204、印版支撑板，1205、印版，1206、印版气缸，1207、印头气缸支撑板，1208、印头气缸，1209、墨盒支撑板，1210、墨盒，1401、X轴滑轨，1402、Y轴滑轨，1403、Z轴滑轨，1500、装袋工位，1501、固定板，1502、手套压板，1503、压板气缸。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术中所介绍的，现有技术手套包装机虽然能够实现手套的成对包装，但是只能实现手套的同向包装，一对手套的手指方向相同、手腕对应部分的方向也相同，但是对于一些厚度分布不均匀的手套，为了保证手套包装的均匀，便于叠加，在包装时需要进行一对手掌部分对应、手腕对应部分方向相反的设置，而这类包装方式只能通过人工调整方向并叠加；从印标机构的手模套板上脱下和成对叠加的抓取方式过于繁琐，需要通过多个机构配合才能依次实现脱下、移动、穿戴、折叠拇指、夹持、输送的过程，导致需要对设备的多种机构动作关系进行大量的校正，无法简洁快速的从手模套板上取下手套并叠加输送，针对上述技术问题，本申请提出了一种夹取机械手及手套包装机。

实施例1

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出了一种用于手套包装机的夹取机械手。

包括第四板件10，所述第一板件用于对接机械臂，且其上通过轴承安装有转轴3，转轴通过传动结构连接第四步进电机1，所述转轴的另一端连接有支撑板4，所述支撑板开有通孔，所述通孔内配合有滑杆8，所述滑杆的一端连接有定位板9，所述支撑板的两端分别安装有软体手指6，第四步进电机通过传动结构2带动转轴转动，从而带动支撑板及安装在支撑板上的结构共同转动，所述软体手指包括气囊和接触板，所述气囊通过膨胀或收缩带动接触板弯曲，所述定位板位于两个软体手指之间，所述定位板用于配合向定位板方向弯曲时的软体手指夹持手套，并用于配合向远离定位板方向弯曲时的软体手指释放所夹持的手套。

如图1所示，支撑板整体为矩形，所述的转轴一端固定在支撑板的顶面中间，软体手指安装在支撑板长边的两端，在本实施例中，气囊位于外侧部分，接触板位于靠近滑杆的内侧，接触板为弹性板件，在气囊充气膨胀时，能够推动接触板向靠近滑杆的一侧弯曲，从而其末端能够接触定位板的底部，当定位板抵压在手套上时，通过接触板的弯曲能够将手套夹持，并约束在定位板底面和接触板末端之间；当气囊放气收缩时，气囊部分的体积减小，从而能够拉动接触板向远离滑杆的一侧弯曲，从而使其末端脱离定位板的底部，当定位板和接触板之间夹持有手套时，通过接触板向外弯曲能够将夹持的手套释放。

当然，可以理解的是，所述的传动机构可以采用齿轮传动、同步带传动等传动方式，在本实施例中选用了同步带传动，所述支撑板的通孔上配置有相应的滑动限位结构，避免滑杆在通孔内上下移动时脱出，可以采用在上下极限位置设置阻挡凸块的方式来是实现，所述的气囊连接有相应的抽放气装置，能够对气囊进行抽气实现压缩和吸气实现膨胀，对于抽放气装置可以采用气泵和真空泵配合的方式，通过相应的气阀进行控制，这对于本领域技术人员来说，有能力依托于现有结构对气囊的抽气和充气进行合理的配置，因此，更具体的实现结构便不再赘述了。

进一步的，所述滑杆上配合有弹性机构，所述弹性机构用于控制滑杆沿通孔的上下滑动，所述的支撑板底面用于抵压在手套手背部分，所述软体手指用于在夹持手套时将手套拇指部分折弯至手套手掌部分下方，所述软体手指的末端与支撑板底面形成对手套进行夹持；

在夹持过程中，软体手指恰好对应手套拇指的部分，在软体手指向定位板弯折的同时，也恰好对手套拇指部位进行弯折，当软体手指的末端定位板底部形成夹持作用时，手套拇指部分被软体手指和定位板共同施加加持力，从而完成了在打捆时的拇指部分折叠到手掌下方的需求。

所述支撑板上还安装有副支撑板5，所述副支撑板上安装有辅助手指7，所述辅手指有多个，分别位于支撑板的两侧，所述辅助手指用于配合软体手指和定位板共同对手套进行夹持和释放；

如图1所示，在本实施例中，所述的支撑板为类S型，两端分别位于支撑板长边的两侧，每端安装一个辅助手指，两个辅助手指分别对应两个软体手指，位于支撑板长边的两端位置，对手套进行夹持时，由于手套较软，距离夹持位置较远的部位会下垂，从而在手套成对配合时引起部分位置的折叠，反而不利于手套厚度的均匀分布，通过设置辅助手指，并位于支撑板的两侧，其结构与软体手指相同，且分布在对应手套的不同位置，扩大对手套的夹持位置，降低距离较远部位的下垂幅度，从而避免了手套配合时的折叠积压，提高了手套叠加时的整齐度和厚度均匀程度。

本装置在工作时，将第四板件安装在机械臂的末端，由机械臂带动整个夹取机械手移动，支撑板配合转动副连接第四板件，转动副带动支撑板整体转动，实现对一个手套夹持后，转动180°再叠加到另一个手套上，完成手腕部分位于手掌部分两侧的摆放需求；通过两次夹取便能够完成一对手套的叠加，无需再通过手套与手模套板的多次脱戴，提高了整体的动作效率。

通过气囊的膨胀和收缩带动接触板的弯曲，配合上方的定位板，实现模拟真正手指拿取时的动作和夹持关系，提高了夹持过程中的稳定性；另外，由于采用的是气囊驱动的软体手指，相较于一般的转动关节驱动的机械手指，在加持不同厚度的手套时能够根据手套的厚度适应性的改变间隙，达到可变刚度的夹持力，提高了夹持过程中对手套厚度的容差率。

实施例2

本发明的另一典型实施例中，如图1-图7所示，提供一种利用实施例1中的夹取机械手的手套包装机。

所述手套包装机包括：

转盘装置，用于通过转盘将手套成对输送至夹取工位；

打捆装置，用于接收成对的手套并压紧后输送至装袋工位；

抓取装置，包括三自由度的机械臂，所述机械臂的末端安装有夹取机械手，所述机械臂带动夹取机械手从夹取工位抓取手套并输送至打捆装置；

装袋装置，用于接收装袋工位的手套并装入包装袋中。

对于转盘装置，包括矩形的转盘1101，所述转盘通过转盘驱动机构驱动其转动，所述转盘驱动机构1103采用转盘电机，所述转盘的四条边上分别通过螺栓固定有一组手模套板1102，其中一组手模套板中手模套板数量为两个，可支撑一副手套，通过转盘的转动，实现了手套在印标过程中在装手套工位、烘干工位及夹取工位之间的切换；

所述转盘的上方固定有印标机，所述印标机包括背部支撑板1201及固定于背部支撑板两端的侧部支撑板1202，所述侧部支撑板底端具有第一滑轨1203，两个第一滑轨之间可滑动的连接有印版支撑板1204，所述印版支撑板上安装有两个印版1205，并由印版气缸1206驱动其水平运动，所述两个侧部支撑板顶端连接有印头气缸支撑板1207，印头气缸支撑板上固定有两个印头气缸1208，印头气缸驱动印头1211做上下运动，所述印版上方的侧部支撑板之间连接有墨盒支撑板1209，墨盒支撑板上固定有墨盒1210，用于对印版进行供墨。印标机构可通过背部支撑板进行固定，可固定于其他结构上，例如在机架一侧设置印标机构支撑板等，在此不详细叙述。

对于抓取装置，包括三自由度的机械臂，所述机械臂的末端安装有夹取机械手，所述机械臂带动夹取机械手从夹取工位抓取手套并输送至打捆装置，如图5所示，其中机械臂包括两个平行的Y轴滑轨1402、一个X轴滑轨1401和一个竖直的Z轴滑轨1403，通过X轴滑轨的两端分别安装在Y轴滑轨上，Z轴滑轨安装在X轴滑轨上，构成一个三自由度的机械臂，在Z轴的末端安装有夹取机械手，机械臂带动夹取机械手在三个方向上自由移动，实现将手套从夹取工位到打捆装置的输送；当然，可以理解的是，机械臂上设置有对应的驱动机构，对于本领域技术人员来说，三自由度机械臂的安装和配合以及动作方式的协调能够根据实际情况进行配置，也能够采用其他能够实现该运动方式的机械臂，避免与其他元件部分发生干涉即可。

对于打捆装置，包括竖直平行设置两个挡板，挡板之间设有托板，所述托板上方和两个挡板之间形成用于容纳手套的凹槽，所述挡板的顶端通过转动副安装有第一压爪，两个第一压爪用于通过转动对凹槽内的手套进行间歇性压紧；

所述挡板的一侧安装有水平运动的第二压爪，所述第二压爪与挡板顶端平齐，所述第二压爪通过水平往返运动对凹槽顶部开口进行间歇性遮挡，所述托板底部设有伸缩杆，带动托板沿挡板之间的间隙上下运动，所述伸缩杆用于每在凹槽内放置一对手套便下降一个工位的高度；

优选的，所述打捆装置整体安装在滑轨上，滑轨的一端还配合有推板，所述滑轨用于带动打捆装置运动到装袋工位的一侧，所述推板用于将凹槽内的手套推送至装袋工位。

如图6所示，打捆装置具有接手套工位及推手套工位两个工位，接手套工位用于接收夹取机械手传送来的手套，推手套工位用于将手套推入包装袋中；工作时，滑轨带动打捆装置运动到装袋工位的左侧的接手套工位时，凹槽里的托板通过托板伸缩杆将托板上升到开始位置，夹取机械手每次夹取一双手套运输到凹槽位置，第二压爪位于凹槽的正上方，手套放置在第二压爪上，托板下降一个位置，这时两个第一压爪向凹槽方向转动，压住位于第二压爪上的手套，第二压爪从凹槽上方抽出，手套在第一压爪的作用下落入凹槽内，第二压爪回到凹槽上方的位置，第一压爪向远离凹槽的方向转动，等待夹取机械手将下一双手套放置在第二压爪上，依此循环动作；当凹槽内的手套数目满足包装要求时，滑轨带动打捆装置向右移动到推手套工位，一侧设置推手套机构，另一侧通过固定板1501设置第一撑袋机构，所述固定板具有容纳手套通过的开口，接手套机构移动至推手套工位时，压手套机构位于接手套机构正上方，包括手套压板1502，所述手套压板由压板气缸1503驱动其上下运动；所述推手套机构包括手套推板，所述手套推板由推手套气缸驱动其水平运动；

当打捆装置位于推手套工位时，手套压板在压板气缸的驱动下向下运动压住手套，对手套进行上部限位，推手套气缸驱动手套推板，手套通过固定板上的开口进入装袋工位1500。

对于装袋装置，包括取袋机构和撑袋机构，取袋机构从存放包装袋的位置取出包装袋，并由撑袋机构撑开包装袋的入口，将入口移动到装袋工位，在手套推板的推动作用下，将手套从装袋工位推送至包装袋中，其具体结构在现有技术中已经公开，本领域人员有能力将其应用到本申请中，该结构并不是本申请所要保护的技术内容，因此，其具体实现结构不再赘述。

当手套从装袋工位进入包装袋后，所述的手套推板和手套压板恢复初始位置，打捆装置重新恢复到接手套工位，等待下一对手套的放置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种夹取机械手，其特征在于，包括支撑板，所述支撑板开有通孔，所述通孔内配合有滑杆，所述滑杆的一端连接有定位板，所述支撑板的两端分别安装有软体手指，所述软体手指包括气囊和接触板，所述气囊通过膨胀或收缩带动接触板弯曲，所述定位板位于两个软体手指之间，所述定位板用于配合向定位板方向弯曲时的软体手指夹持手套，并用于配合向远离定位板方向弯曲时的软体手指释放所夹持的手套；

所述滑杆上配合有弹性机构，所述弹性机构用于控制滑杆沿通孔的上下滑动，所述的支撑板底面用于抵压在手套手背部分，所述软体手指用于在夹持手套时将手套拇指部分折弯至手套手掌部分下方，所述软体手指的末端与支撑板底面形成对手套进行夹持；

所述软体手指对应手套拇指的部分；

所述的支撑板为类S型，所述支撑板上还安装有辅助手指，所述辅助手指有多个，分别位于支撑板的两侧，所述辅助手指用于配合软体手指和定位板共同对手套进行夹持和释放；

所述支撑板通过转动副连接有第四板件，所述转动副配合有驱动机构，所述驱动机构通过转动副带动支撑板和软体手指在水平面内转动。

2.一种手套包装机，其特征在于，包括如权利要求1所述的夹取机械手。

3.如权利要求2所述的手套包装机，其特征在于，还包括：

转盘装置，用于通过转盘将手套成对输送至夹取工位；

打捆装置，用于接收成对的手套并压紧后输送至装袋工位；

抓取装置，包括三自由度的机械臂，所述机械臂的末端安装有夹取机械手，所述机械臂带动夹取机械手从夹取工位抓取手套并输送至打捆装置；

装袋装置，用于接收装袋工位的手套并装入包装袋中。

4.如权利要求3所述的手套包装机，其特征在于，所述的打捆装置包括竖直平行设置两个挡板，挡板之间设有托板，所述托板上方和两个挡板之间形成用于容纳手套的凹槽，所述挡板的顶端通过转动副安装有第一压爪，两个第一压爪用于通过转动对凹槽内的手套进行间歇性压紧。

5.如权利要求4所述的手套包装机，其特征在于，所述挡板的一侧安装有水平运动的第二压爪，所述第二压爪与挡板顶端平齐，所述第二压爪通过水平往返运动对凹槽顶部开口进行间歇性遮挡。

6.如权利要求5所述的手套包装机，其特征在于，所述托板底部设有伸缩杆，带动托板沿挡板之间的间隙上下运动，所述伸缩杆随着凹槽内放置手套的增多逐渐下降。

7.如权利要求6所述的手套包装机，其特征在于，所述打捆装置整体安装在滑轨上，滑轨的一端还配合有推板，所述滑轨用于带动打捆装置运动到装袋工位的一侧，所述推板用于将凹槽内的手套推送至装袋工位。

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